¿Cuál es la diferencia entre VCCVCCV_{CC}, VDDVDDV_{DD}, VEEVEEV_{EE}, VSSVSSV_{SS}

De vuelta en el pleistosceno (década de 1960 o antes), la lógica se implementó con transistores bipolares. Aún más específicamente, eran NPN porque, por algunas razones que no voy a explicar, las NPN eran más rápidas. En aquel entonces, tenía sentido para alguien que el voltaje de suministro positivo se llamaría Vcc, donde la "c" significa colector. A veces (pero con menos frecuencia) el suministro negativo se llamaba Vee, donde "e" significa emisor.

Cuando surgió la lógica FET, se usó el mismo tipo de denominación, pero ahora el suministro positivo era Vdd (drenaje) y el negativo Vss (fuente). Con CMOS esto no tiene sentido, pero persiste de todos modos. Tenga en cuenta que la "C" en CMOS significa "complementario". Eso significa que los dispositivos de canal N y P se utilizan en cantidades aproximadamente iguales. Un inversor CMOS es solo un canal P y un MOSFET de canal N en su forma más simple. Con un número aproximadamente igual de dispositivos de canal N y P, no es más probable que los drenajes sean positivos que las fuentes, y viceversa. Sin embargo, los nombres Vdd y Vss se han mantenido por razones históricas. Técnicamente, Vcc/Vee es para bipolar y Vdd/Vss para FET, pero en la práctica hoy en día, Vcc y Vdd significan lo mismo, y Vee y Vss significan lo mismo.

Creo que puedo tener la respuesta definitiva a esto. Este nombre proviene de un estándar IEEE 255-1963 de 1963 "Símbolos de letras para dispositivos semiconductores" (IEEE Std 255-1963). Soy un fanático de la historia de la electrónica y esto podría ser interesante para otros (fanáticos), así que haré esta respuesta un poco más amplia de lo necesario.

En primer lugar, la primera letra V mayúscula proviene de los párrafos 1.1.1 y 1.1.2 de la norma, que definen que vy V son símbolos de cantidad que describen el voltaje; en minúsculas significa tensión instantánea (1.1.1) y en mayúsculas significa tensión máxima, media o RMS (1.1.2). Para tu referencia:

El párrafo 1.2 comienza a definir los subíndices de los símbolos de cantidad. Los subíndices en mayúsculas significan valores de CC y minúsculas significan valores de CA. Los voltajes de suministro son obviamente voltajes de CC, por lo que sus letras deben estar en mayúsculas.

El estándar define 11 sufijos (letras). Estos son:

• E, e para emisor
• B, b para Base
• C, c para coleccionista
• J, j para un terminal de dispositivo semiconductor genérico
• A, a para ánodo
• K, k para Kathode
• G, g para puerta
• X, x para un nodo genérico en un circuito
• M, m para Máximo
• Min, min para Mínimo
• (AV) para Promedio

Este estándar es anterior al transistor MOS (que fue patentado en agosto de 1963) y, por lo tanto, no tiene las letras de Fuente y Drenaje. Desde entonces, ha sido reemplazado por un estándar más nuevo que define las letras para Drain y Source, pero no tengo ese estándar disponible.

Los matices adicionales del estándar, que definen reglas adicionales sobre cómo se escriben los símbolos, hacen que la lectura sea fascinante. Es increíble cómo todo esto se ha convertido en un conocimiento común que ahora se acepta y se entiende tranquilamente incluso sin una referencia normativa.

El párrafo 1.3 define cómo se escriben los subíndices, especialmente cuando hay más de uno. Por favor, lea las palabras de la norma:

Entonces, por ejemplo, V _bE significa el valor RMS (V mayúscula) del componente de CA (minúscula b) del voltaje en la base de un dispositivo semiconductor en referencia al valor de CC del voltaje del emisor del dispositivo semiconductor (mayúscula E ).

En caso de que el emisor de dicho semiconductor esté conectado directamente a tierra, lo que ciertamente se entiende como una referencia conocida, entonces el voltaje CA RMS en la base es _Vb . El voltaje de CC o RMS en la base es V _B y un voltaje instantáneo en la base es v _b .

Ahora, para el crédito adicional: ¿Por qué V _CC en lugar de V _C o V _DD en lugar de V _D ? Solía ​​​​pensar que es coloquial de "Voltaje de colector a colector", pero obviamente no sorprende que también esté definido en el estándar:

Entonces, V _CCB significa el voltaje de suministro de CC en el colector del dispositivo semiconductor en referencia a la base del dispositivo y V _CC significa el voltaje de suministro de CC en el colector en referencia a tierra.

A primera vista, parecería que la reduplicación del subíndice daría lugar a ambigüedad, pero en realidad no es así. En primer lugar, los casos que parecerían ambiguos son bastante raros; leer V _CC significa que el voltaje del colector de un dispositivo al colector del mismo dispositivo es obviamente cero, por lo que no tiene sentido describirlo. Pero, ¿qué sucede si el dispositivo tiene dos bases? La norma da una respuesta. El voltaje de la base 1 de un dispositivo a la base 2 de un dispositivo se escribe V _B1-B2 . Y el voltaje desde la base del dispositivo 1 hasta la base del dispositivo 2 (preste atención aquí, esto es interesante) se escribe V _1B-2B .

Queda una pregunta: el misterioso caso de los circuitos CMOS. Como bien se ha señalado en otras respuestas, el estándar de nomenclatura no parece ser cierto con respecto a los circuitos CMOS. A esta pregunta solo puedo ofrecer una idea que surge del hecho de que trabajo para una empresa de semiconductores. _{("whoah" esperado aquí.)}

De hecho, en CMOS, tanto los rieles positivos como los negativos están conectados a las fuentes de los canales N y P; es casi inconcebible hacerlo de otra manera; los voltajes de umbral se volverían ambiguos en las puertas estándar y ni siquiera quiero pensar en las estructuras de protección. ... así que solo puedo ofrecer esto: estamos acostumbrados a ver V _DD en circuitos NMOS (Greetz a @supercat, la resistencia del riel superior suele ser un transistor; para aquellos que estén interesados, consulte el excelente libro de 1983 " Introducción al diseño MOS LSI"), y V _SS es el mismo para NMOS y CMOS. Por lo tanto, sería ridículo que usáramos otros términos que no sean V _DD y V _SS (o V _GND) en nuestras hojas de datos. Nuestros clientes están acostumbrados a estos términos y no están interesados ​​en lo esotérico sino en lograr que sus diseños funcionen, por lo que incluso la idea de intentar introducir algo como V _{SS POSITIVO} o V _{SS NEGATIVO} sería completamente ridículo y contraproducente.

Entonces, tendría que decir que se acepta universalmente que V _CC es el voltaje de suministro de un circuito bipolar y V _DD es el voltaje de suministro de un circuito MOS y eso se deriva de la historia. De manera similar, V _EE es el voltaje de suministro negativo (a menudo a tierra) de un circuito bipolar y V _SS es el voltaje de suministro negativo de un circuito MOS.

Si alguien pudiera ofrecer una referencia normativa al último punto discutido, ¡se lo agradecería inmensamente !

Ya sabes por las otras respuestas que para bipolar

Cse refiere al colector, y
Ese refiere al emisor.

Asimismo, para CMOS

Dse refiere al drenaje, y
Sse refiere a la fuente.

Para lógica bipolar como TTL esto es correcto; incluso para salidas push-pull ("totem-pole") solo se usaron transistores NPN y$V_{CC}$de hecho está conectado a los coleccionistas.
Pero para CMOS$V_{DD}$en realidad es un nombre inapropiado. CMOS es mucho más simétrico que TTL, y aunque la fuente del N-MOSFET está conectada a$V_{SS}$no es asi$V_{DD}$está conectado al desagüe.

Debido a la simetría, en realidad está conectado a la fuente del P-MOSFET. Esta es probablemente una herencia de NMOS, el predecesor de CMOS, donde$V_{DD}$era de hecho el lado del desagüe (con una resistencia en el medio).

¿Por qué V _DD y no simplemente V _D ?

La convención de letras V _AB para voltaje significa el potencial entre A y B. El voltaje es un potencial medido con respecto a otro punto en el circuito. Por ejemplo, V _BE es el voltaje entre la base y el emisor. Ground no tiene una "letra" específica. Entonces se usa la convención de letras repetidas, como V _DD o V _EE para referirse al punto relativo al suelo. El uso de letras individuales en este contexto agrega más confusión ya que Vs puede referirse al voltaje de una fuente "s" (que puede ser diferente de V _SS si hay varias fuentes en serie, etc.) y no al voltaje entre el emisor y el transistor de un transistor. tierra.

Incluso sin transistores en un circuito, se puede hacer referencia a los voltajes con el estilo V _AB o V ₁₂ para reflejar el potencial entre A y B o el punto 1 y el punto 2. Obviamente, el orden es importante, ya que para dos puntos en el circuito A y B, V _BA = -V _AB .

Referencia bibliográfica:

Si se repite la misma letra, eso significa un voltaje de fuente de alimentación: Vcc es el voltaje de fuente de alimentación (positivo) asociado con el colector, y Vee es el voltaje de fuente de alimentación (negativo) asociado con el emisor.

Resumen de texto de Paul Horowitz y Winfield Hill (1989), The Art of Electronics (Segunda ed.), Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-37095-0. Capítulo 2 - Transistores, página 62, Introducción.

Vdd se usa generalmente para dispositivos CMOS, NMOS y PMOS. Significa drenaje de voltaje (at). En algunos dispositivos PMOS es negativo, pero los chips PMOS puros rara vez (o nunca) se encuentran hoy en día. Por lo general, es el voltaje más positivo, pero no siempre, por ejemplo, un controlador de motor puede tener un pin Vs para el voltaje del motor, o un procesador puede usar un voltaje central y un voltaje IO. Vss significa fuente de voltaje (at); Los dispositivos PMOS pueden ser positivos, pero nuevamente, PMOS es una reliquia, por lo que, para todos los efectos, es el voltaje más negativo disponible. A menudo está ligado al sustrato, por lo que debe ser el más negativo, o el chip no funcionará correctamente.

Vcc significa colector de voltaje (at) y se usa principalmente para dispositivos bipolares, aunque lo he visto usado con dispositivos CMOS, probablemente fuera de convención. Vee significa emisor de voltaje (at) y suele ser el más negativo.

También he visto Vs+ y Vs-, así como V+ y V-, pero V+/V- se puede confundir con los pines de entrada en amplificadores operacionales/comparadores y otros amplificadores.

Eso$V_{CC}$en lugar de solo$V_{C}$porque la C significa coleccionista. Pero$V_{CC}$, aunque un voltaje positivo del lado del colector en un circuito de transistor NPN, no es el voltaje en la parte superior del colector,$V_C$! Por lo general, hay una resistencia de carga o algún otro dispositivo entre el colector y$V_{CC}$. La C duplicada indica que es un voltaje más alto que el que aparece en el colector y se distingue claramente de$V_C$.

Las letras indican las partes del transistor: fuente, drenaje, puerta, colector, emisor, base.

Cuando hay dos letras diferentes, el significado es diferente: significa el voltaje entre esos terminales del dispositivo, como$V_{BE}$: voltaje de base a emisor de un BJT. Esta es posiblemente la razón por la que se eligió una letra doblada para$V_{CC}$.

Inventemos una razón.

Suponga que quiere un nombre para un voltaje asociado con el colector que no es el voltaje en el colector. Supongamos que queremos que el nombre sea lo más corto posible, pero queremos incluir la letra C para asociarlo claramente con el coleccionista. Esto significa que el nombre tendrá una longitud de dos símbolos: C más otro carácter. El otro carácter será una letra, un número o algún otro tipo de glifo. Un número se vería como un voltaje, por lo que la elección es entre usar un glifo como ampersand o hash, o una segunda letra. Si va a ser una segunda letra, entonces no puede ser ninguna otra letra además de la C, porque entonces se parece a la$V_{XY}$notación que denota un voltaje entre dos puntos. Si se repite la C, entonces sabemos que no puede ser la designación inútil del voltaje de C a C, lo que nos recuerda que la notación tiene otro significado. Si el segundo carácter va a un glifo, probablemente debería ser algo diferente a +o -porque parecen polaridades.

Entonces, la forma más corta posible de indicar el voltaje de suministro del lado del colector es algo basado en glifos como$V_{C@}$si no$V_{CC}$.

Claramente, se puede argumentar que$V_{CC}$fue una elección sobria y bien meditada para expresar lo que el inventor de la notación quería expresar, que prendió.

Lo que dijeron, la mayoría de las veces, pero aún hay ocasiones donde las diferencias son reales y/o útiles:

Hay una pequeña proporción de dispositivos que usan múltiples suministros en relación con la tierra y en algunos de ellos puede tener sentido usar, por ejemplo, Vee gnd o Vss. En otros casos, puede haber múltiples suministros o tierras con el mismo potencial pero separados por razones de sistema. p.ej

• Un IC de procesador puede tener suministros +ve analógicos y digitales. Estos pueden denominarse, por ejemplo, Vccd y Vcca. Del mismo modo, puede obtener Vssa y Vssd.

• La lógica ECL de la variedad Olde tenía 2 suministros más tierra. Vee fue tierra negativa.

• IC de traducción de nivel (o los que PUEDEN usarse en ese modo) como el CD4051; consulte la hoja de datos aquí Lo suficientemente diferente y lo suficientemente educativo como para que valga la pena citarlo: ................... .... Los multiplexores analógicos CD4051B, CD4052B y CD4053B son interruptores analógicos controlados digitalmente que tienen una impedancia de encendido baja y una corriente de fuga de apagado muy baja. El control de señales analógicas de hasta 20VP-P se puede lograr mediante amplitudes de señal digital de 4,5 V a 20 V (si VDD-VSS = 3 V, se puede controlar un VDD-VEE de hasta 13 V; para diferencias de nivel de VDD-VEE superiores a 13 V, se requiere un VDD-VSS de al menos 4.5V). Por ejemplo, si VDD = +4,5 V, VSS = 0 V y VEE = -13,5 V, las señales analógicas de -13,5 V a +4,5 V se pueden controlar mediante entradas digitales de 0 V a 5 V.

• Las compuertas como la CD4049/CD4050 PARECEN como inversores o amortiguadores estándar, pero permiten señales de entrada por encima de Vcc para que se pueda realizar el cambio de nivel. El IC solo tiene señales Vcc y Vss ( ¡¡en los pines 1 y 8 en un IC de 16 pines!!! ) pero la señal de entrada cambia entre Vss y "Vigh" = Vinhigh. En el sistema que se usa en Vih, probablemente se denominaría Vdd o algún otro nombre para distinguirlo de Vcc. Hoja de datos CD4049 / CD4050:

• Hay algunas puertas que permiten la conversión de nivel al revés. Estas pueden ser compuertas colectoras abiertas* como la LM339 (cuádruple) / LM393 (dual) con pinouts Ye Olde World verdaderamente extraños LM339 o conductores de autobús especializados u otros. En el caso del LM339, la fuente de alimentación (pin 3 = Vcc, pin 12 = tierra en un IC de 14 pines) tiene nombres reconfortantes pero operando con un suministro de tan solo 2 voltios, pinouts extremadamente interesantes y operación de colector abierto dan pistas de que estos son retrocesos de antes del comienzo de los tiempos, pero aún muy útiles.

*Como señala Stevenh, los LM393/LM339 técnicamente no son "puertas", sino comparadores analógicos. Sin embargo (de mi comentario a continuación):

La pregunta original no se formuló con lógica o analogía en mente.
La naturaleza de colector abierto y la respuesta del comparador del 339/393 han visto su uso como un dispositivo lógico y muchas puertas CMOS, especialmente las anteriores sin búfer, son de hecho amplificadores analógicos puros que "simplemente" se usan generalmente en su riel a riel. modo.
Existen numerosas aplicaciones en torno al uso de inversores CMOS como amplificadores lineales y esto ni siquiera es un uso "inadecuado" de ellos, simplemente menos habitual. Pero, punto tomado.

He visto muchos esquemas que usan VCC y VDD indistintamente

En realidad es mucho peor. En muchas bibliotecas de componentes de captura esquemática, los pines de voltaje de suministro a veces están ocultos en (algunos) símbolos de componentes. No es raro descargar bibliotecas de componentes donde algunos componentes tienen una red "VCC" o "GND" oculta conectada a los pines de voltaje de suministro. En otros componentes, las redes ocultas podrían recibir otros nombres. Lo que no es tan divertido es que si no tiene una red con ese nombre en su hoja de esquema y no presta atención a los mensajes DRC del editor de esquemas, podría terminar con su voltaje de suministro y/o pines de tierra completamente desconectados en su PCB.

Agregué esto como una respuesta separada para evitar confusiones. Por favor corrígeme si estoy equivocado.